決勝高考之【教材熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn)】12 鋁熱反應(yīng)

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?【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】12 鋁熱反應(yīng)
【教材實(shí)驗(yàn)梳理】
1.定義
鋁熱劑在高溫條件下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)，稱為鋁熱反應(yīng)。
2.反應(yīng)原理：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3
注意：①鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物的混合物，金屬氧化物可以是：Fe2O3 、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。
②鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)放出大量的熱，使生成的金屬呈液態(tài)。
③要使用沒(méi)有氧化的鋁粉，氧化鐵粉末要烘干。
④KClO3作為引燃劑，也可以用Na2O2代替。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以不用鎂條點(diǎn)燃，而用在氯酸鉀和白糖的混合物上滴加濃硫酸的方法來(lái)點(diǎn)燃。
3.實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
在實(shí)驗(yàn)室按如圖所示裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)紵戤厱r(shí)，紙漏斗內(nèi)混合物立即劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒，產(chǎn)生大量的煙。紙漏斗被燒破，有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(落下的是鐵珠)。

4.應(yīng)用
(1)冶煉某些難熔金屬，如：V、Cr、等。
(2)焊接鋼軌等大截面鋼材部件。
(3)軍事上可以制作鋁熱彈等強(qiáng)殺傷性武器。
【例題講解】
1．粉末狀試樣A是由和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；
②另取全部溶于鹽酸中，固體全部溶解，得溶液C；
③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出（標(biāo)況）氣體。同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；
④用溶液檢查時(shí)，溶液D不變色。
請(qǐng)?zhí)羁眨?br /> (1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是____________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是___________________。
(2)②中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________、____________。
(3)③中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________、____________。
(4)若溶液D的體積仍視為，則該溶液中為_(kāi)___________，為_(kāi)___________。
【鞏固練習(xí)】
2．有關(guān)金屬冶煉或其原理的說(shuō)法正確的是（ ）
A．給定條件下，Mg(OH)2MgCl2(aq）Mg，物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能一步實(shí)現(xiàn)
B．工業(yè)上，常用電解熔融AlCl3的方法治煉金屬鋁
C．火法煉銅：Cu2S＋O2=2Cu＋SO2，其中Cu2S既作氧化劑又作還原劑
D．鋁熱法煉鐵：2Al＋Fe2O3=2Fe＋Al2O3，反應(yīng)物剛好完全反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加
3．現(xiàn)有由氧化鐵和鋁組成的鋁熱劑，某實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（1）取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成氣體的體積為b L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；（2）另取a g樣品，高溫條件下二者恰好完全反應(yīng)：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成氣體的體積為c L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。則c：b等于
A．1：1 B．1：2 C．2：3 D．3：4
4．下列金屬①鐵、②鎂、③錳、④礬、⑤鉻,可用鋁熱法制備的有。
A．①②④ B．①②③⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
5．鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說(shuō)法中，不正確的是（???）

A．工業(yè)上可以利用鋁熱反應(yīng)的方法治煉金屬鎂
B．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬
C．鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的還原性
D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出
6．將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑，在高溫下恰好完全反應(yīng)，所得固體中含金屬單質(zhì)的質(zhì)量為18g，則該氧化物粉末可能是
A．和 B．和
C．和 D．和FeO
7．對(duì)氧化鐵與鋁粉發(fā)生的“鋁熱反應(yīng)”(裝置如圖)的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱資料得知：Al、A12O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表，下列敘述正確的是

物質(zhì)
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔點(diǎn) /℃
660
2054
1535
1462

A．鋁熱劑特指鋁和氧化鐵的混合物
B．鎂條和KClO3是鋁熱反應(yīng)的催化劑
C．該反應(yīng)所得熔融物熔點(diǎn)低于660℃
D．將少量該反應(yīng)所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明熔融物中無(wú)Fe2O3
8．把鋁粉和四氧化三鐵粉末配成鋁熱劑并分成兩等份，前一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，將生成物與足量的鹽酸充分反應(yīng)；后一份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比是
A．1:1 B．3:4 C．9:8 D．4:3
9．某鋁熱劑由Fe3O4和Al組成。取a?g該鋁熱劑樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成氣體的體積為V1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)。
(1)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________。
(2)另取a g該樣品將其引燃，恰好完全反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體的體積為V2 L。則V1∶V2為多少？_____(無(wú)計(jì)算過(guò)程不給分)
10．鋁在材料、冶煉金屬等方面用途非常廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：
(1)真空碳熱還原Al2O3制鋁是目前正在開(kāi)發(fā)的一種方法。
①該法制鋁時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種可燃性氣體，發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________。
②反應(yīng)機(jī)理表明，碳化鋁是冶煉過(guò)程中的一種中間產(chǎn)物，碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和一種含氫量最高的烴，碳化鋁的化學(xué)式為_(kāi)_________。
(2)用如圖所示的裝置進(jìn)行鋁粉和Fe2O3的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。
??
①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵靠近蒸發(fā)皿沙中的熔化物，能被磁鐵吸引，________(填“能”或“不能”)確認(rèn)其為純鐵，說(shuō)明理由：_________。
(3)某溶液中只含有H+、Na+、、Ba2+、Al3+、Ag+、Cl-、、OH-、、、中某幾種，該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同。取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色，再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，該無(wú)色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色。
①溶液中一定存在的陽(yáng)離子為_(kāi)______(填離子符號(hào)，下同)，一定存在的陰離子為_(kāi)______。
②加入鋁片時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________。
11．某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)研究?，F(xiàn)行高中化學(xué)教材中對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊(cè)》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：
物質(zhì)
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔點(diǎn)/℃
660
2054
1535
1462
沸點(diǎn)/℃
2467
2980
2750
－

(1)某同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？
答：_____________（填“合理”或“不合理”）
(2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是_________，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物，下列試劑中最適宜的試劑是 A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液
12．軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。
(1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4，再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳，該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________。
(2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示：

下表為t℃時(shí)，有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注：pKsp?=－lgKsp)
物質(zhì)
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ca(OH)2
Mn(OH)2
CuS
CaS
MnS
MnCO3
pKsp
37.4
19.32
5.26
12.7
35.2
5.86
12.6
10.7

軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為：12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4?=12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O
①該反應(yīng)中，還原劑為_(kāi)______。寫出一種能提高還原浸出速率的措施：_____________________。
②濾液1的pH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)MnSO4浸出液的pH。
③加入MnF2的主要目的是除去?_____________________________(填Ca2+、Fe3+或Cu2+)。
(3)由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入過(guò)量NH4HCO3溶液，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________；若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，還會(huì)產(chǎn)生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，t℃時(shí)，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝?______(填數(shù)值)。
13．由鋁和某些金屬氧化物組成的混合物在化學(xué)上稱為鋁熱劑，該混合物在高溫條件下能發(fā)生置換反應(yīng)。為確定某鋁熱劑樣品(鋁和氧化鐵)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
(1)若取10.7g該樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為aL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是______，樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______(用含a的表達(dá)式表示)。
(2)若取同質(zhì)量的樣品，在高溫下使其恰好反應(yīng)，則a=____L；該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。
(3)綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟(jì)性”，即原子的理論利用率為100%。下列轉(zhuǎn)化符號(hào)綠色化學(xué)要求的是____(填序號(hào))。
a.乙醇制取乙醛???b.甲烷制備CH3Cl c.2CH3CHO+O22CH3COOH

參考答案：
1．???? 加入氯酸鉀插上鎂條點(diǎn)燃鎂條引起???? Fe???? MgO+2HCl=MgCl2+H2O???? Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O???? Fe+2H+=Fe2++H2↑???? Fe+2Fe3+=3Fe2+???? 0.67mol/L???? 2.33mol/L
【分析】①鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe2O3反應(yīng)，置換出鐵，即B為Fe；
②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；
③單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，該氣體為氫氣，說(shuō)明②中鹽酸過(guò)量，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反應(yīng)同時(shí)生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B，說(shuō)明Fe有剩余，結(jié)合④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色，說(shuō)明D溶液不含鐵離子，則D中溶質(zhì)為MgCl2、FeCl2，據(jù)此分析解答。
【詳解】(1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；產(chǎn)物中的單質(zhì)B是Fe，故答案為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；Fe；
(2)氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，②中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故答案為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
(3)Fe與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案為：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(4)令MgO和Fe2O3的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則40x+160y=20，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，加入鐵粉后生成的氫氣為=0.05mol，根據(jù)氯元素守恒，2x+3×2y+0.05×2=0.15×6，解得：x=0.1，y=0.1；n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol，所以c(Mg2+)==0.67mol/L；溶液D為MgCl2、FeCl2的混合溶液，根據(jù)電荷守恒溶液中2c(Mg2+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)，所以2×0.67mol/L+2c(Fe2+)=6mol/L，解得c(Fe2+)=2.33mol/L，故答案為：0.67mol/L；2.33mol/L。
2．C
【詳解】A．應(yīng)是電解熔融狀態(tài)下的MgCl2而不是溶液，A錯(cuò)誤；
B．AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，不能通過(guò)電解AlCl3得到Al，B錯(cuò)誤；
C．Cu2S中Cu＋1→0價(jià)，S由－2→＋4，化合價(jià)升高也有降低，因此既作氧化劑又作還原劑，C正確；
D．根據(jù)質(zhì)量守恒，固體質(zhì)量沒(méi)有變化，D錯(cuò)誤；
故選C。
3．C
【詳解】該鋁熱劑中只有鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)后的生成物中只有鐵能與鹽酸反應(yīng)得到氫氣，再結(jié)合題給其他信息可得到如下關(guān)系式：2Al~ Fe2O3~2Fe，2Al~3H2，2Fe~2H2，則b：c=3：2，答案為C。
4．C
【詳解】可用鋁熱法制備的金屬通常具有較高的熔點(diǎn)，且不能比鋁活潑。答案選C。
5．A
【詳解】A.鋁的金屬活潑性弱于鎂，則不可用鋁熱反應(yīng)制取鎂，工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂，故A錯(cuò)誤；
B.鋁的還原性強(qiáng)，且鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，可以通過(guò)鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬，故B正確；
C.金屬鋁和金屬氧化物之間反應(yīng)可以用于高熔點(diǎn)金屬的冶煉，鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了金屬鋁的還原性，故C正確；
D.鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為反應(yīng)劇烈，火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出，故D正確。
故選A。
6．C
【解析】9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑，發(fā)生鋁熱反應(yīng)，9 g鋁粉可以提供1mol電子，氧化物中的金屬元素每得到1mol電子對(duì)應(yīng)的單一單質(zhì)的質(zhì)量就是18g，鋁粉完全置換出金屬單質(zhì)，如果氧化物是混合物，得到的對(duì)應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量應(yīng)該一個(gè)大于18g，一個(gè)小于18g；據(jù)此解答。
【詳解】A．Cr2O3中+3價(jià)的Cr得到1mol電子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為17.3g，V2O5中+5價(jià)V得到1mol電子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為10.2g，得到的二種對(duì)應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均小于18g，故A不符合題意；
B．MnO2中+4價(jià)Mn得到1mol電子，對(duì)應(yīng)的錳的質(zhì)量為13.75g，Cr2O3中+3價(jià)的Cr得到1mol電子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為17.3g，得到的二種對(duì)應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均小于18g，故B不符合題意；
C．Fe2O3中+3價(jià)的Fe，得到1mol電子對(duì)應(yīng)的鐵單質(zhì)的質(zhì)量為18.7g，V2O5中+5價(jià)V得到1mol電子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為10.2g，得到的二種對(duì)應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量一個(gè)大于18g，一個(gè)小于18g，故C符合題意；
D．Fe3O4中的鐵1個(gè)為+2，2個(gè)為+3價(jià)，得到8mol電子時(shí)，可得到3molFe，當(dāng)中Fe得到1mol電子時(shí)，對(duì)應(yīng)生成的鐵單質(zhì)的質(zhì)量為21g，F(xiàn)eO中+2價(jià)Fe得到1mol電子對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為28g，得到的對(duì)應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均大于18g，故D不符合題意；
答案為C。
7．C
【詳解】A．鋁熱劑不僅包括鋁和氧化鐵的混合物，也包括鋁與其他一些金屬的氧化物的混合物，但不是所有金屬的氧化物與鋁的混合物，A說(shuō)法不正確；
B．鎂條和KClO3是鋁熱反應(yīng)的引發(fā)劑，鎂條燃燒時(shí)產(chǎn)生高溫，氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣，使燃燒更劇烈、產(chǎn)生的溫度更高，B說(shuō)法不正確；
C．該反應(yīng)放出大量的熱量，生成物以熔融態(tài)落入沙中，該熔融物可能是鋁鐵合金，合金的熔點(diǎn)通常低于其成分金屬，故所得熔融物熔點(diǎn)低于鋁的熔點(diǎn)660℃，C說(shuō)法正確；
D．將少量該反應(yīng)所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，不能說(shuō)明熔融物中無(wú)Fe2O3，因?yàn)榧词褂蠪e2O3，其溶于硫酸后也可以被鐵還原為亞鐵離子，故滴加KSCN溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，D說(shuō)法不正確。
綜上所述，相關(guān)敘述正確的是C。
8．B
【詳解】把Fe3O4和鋁粉配成鋁熱劑，分成兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)生成鐵與氧化鋁，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(Fe)=3n(Al)，然后將生成物與足量的稀鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(H2)=n(Fe)，所以n(H2)= n(Al)；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n′(H2)=3n(Al)，所以n′(H2)=n(Al)；故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為n(H2):n′(H2)=n(Al)：n(Al)=3：4，故選B。
9．???? 2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑???? 4:3
【詳解】(1)鋁熱劑由Fe3O4和Al組成, 加入足量的NaOH溶液，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑；
(2)

故：??=，解得V1=L


故：8Al ~ 9Fe~ 9H2 故：??=，解得V2=L
則：V1:V2=L : L = 4:3。
10．???? Al2O3+3C2Al+3CO???? Al4C3???? 放熱???? 不能???? 四氧化三鐵也能被磁鐵吸引???? H+ 、Al3+???? 、Cl-、???? Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O
【分析】(1) ①由元素守恒可知該法制鋁時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種可燃性氣體為CO，然后進(jìn)行配平即可寫出反應(yīng)方程式；
②根據(jù)含氫量最高的烴為CH4，即碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和CH4，結(jié)合元素守恒即可寫出該化學(xué)式；
(2) ①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；
②反應(yīng)雖然生成了鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)能被磁鐵吸引，但是四氧化三鐵也是黑色的能被磁鐵吸引的物質(zhì)；
(3)根據(jù)取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色說(shuō)明溶液中含有H+，故沒(méi)有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清，說(shuō)明含有Al3+，沒(méi)有Ag+；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，該無(wú)色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明含有，故初步確定含有的離子為：H+ 、Al3+、，又該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中陽(yáng)離子所帶的正電荷為4，而陰離子所帶的負(fù)電荷為1，說(shuō)明溶液中還含有Cl-和，故無(wú)Na+、、Ba2+，故一定存在的離子為：H+ 、Al3+、、Cl-、，據(jù)此解題。
【詳解】(1)真空碳熱還原Al2O3制鋁是目前正在開(kāi)發(fā)的一種方法。
①由元素守恒可知，該法制鋁時(shí)會(huì)產(chǎn)生的一種可燃性氣體為CO，故發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+3C2Al+3CO，故答案為：Al2O3+3C2Al+3CO；
②碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和一種含氫量最高的烴即CH4，故一個(gè)Al結(jié)合3個(gè)OH-，一個(gè)碳結(jié)合4個(gè)H，根據(jù)最小公倍數(shù)可知碳化鋁的化學(xué)式為Al4C3，故答案為：Al4C3；
(2)
①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)中放出大量的熱，故為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
②反應(yīng)雖然生成了鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)能被磁鐵吸引，但是四氧化三鐵也是黑色的能被磁鐵吸引的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵靠近蒸發(fā)皿沙中的熔化物，能被磁鐵吸引，故不能確認(rèn)其為純鐵，說(shuō)明理由：四氧化三鐵也能被磁鐵吸引，故答案為：不能；四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；
(3) 根據(jù)取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色說(shuō)明溶液中含有H+，故沒(méi)有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清，說(shuō)明含有Al3+，沒(méi)有Ag+；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無(wú)色氣體產(chǎn)生，該無(wú)色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，說(shuō)明含有，故初步確定含有的離子為：H+ 、Al3+、，又該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中陽(yáng)離子所帶的正電荷為4，而陰離子所帶的負(fù)電荷為1，說(shuō)明溶液中還含有Cl-和，故無(wú)Na+、、Ba2+，故一定存在的離子為：H+ 、Al3+、、Cl-、，據(jù)此解題。
①由分析可知：溶液中一定存在的陽(yáng)離子為H+ 、Al3+，一定存在的陰離子為、Cl-、，故答案為：H+ 、Al3+；、Cl-、；
②由分析可知：溶液中含有H+ 和組成稀硝酸，加入鋁片時(shí)反應(yīng)為：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，故其離子方程式為Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O，故答案為：Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O。
11．(1)合理
(2)???? NaOH溶液???? 2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑
(3)B

【解析】(1)
鋁的熔點(diǎn)比鐵低，生成鐵和液態(tài)鋁一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。
(2)
鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，所以可用NaOH溶液檢驗(yàn)所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。
(3)
A．濃硫酸易使鐵、鋁鈍化，不能使合金溶解，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)，熔融物可溶解于稀硫酸中，B項(xiàng)正確；C．稀硝酸與金屬反應(yīng)生成污染性氣體，不是最佳選擇，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，不能將熔融物全部溶解，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選B。
12．???? 8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn???? C6H12O6???? 升高反應(yīng)溫度（或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他合理答案）???? ＞???? Ca2+???? Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+ H2O + CO2↑???? 100
【詳解】（1）鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)利用鋁的強(qiáng)金屬性，把弱金屬性金屬置換出來(lái)，8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn；
（2）①還原劑是失電子，化合價(jià)升高被氧化，根據(jù)上述化合價(jià)的分析，C6H12O6中H為＋1、O為－2，整個(gè)化合價(jià)的代數(shù)和為0，則C的化合價(jià)為0，CO2中C的化合價(jià)為＋4價(jià)，即還原劑為C6H12O6，MnO2中Mn的化合價(jià)為＋4價(jià)→＋2價(jià)，提高還原浸出速率的措施為：升高溫度、研細(xì)軟錳礦等；
②軟錳礦還原浸出得到MnSO4溶液，說(shuō)明浸出液為稀硫酸，同時(shí)溶液中還含有Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋等雜質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液的pH，F(xiàn)e(OH)3的pKsp為37.4與其他離子相比最大，pKsp=－lgKsp，pKsp越大，沉淀溶解平衡常數(shù)越小，濾液1為形成Fe(OH)3沉淀，pKsp=－lgKsp=37.4，Ksp=10－37.4，Ksp=c(Fe3＋)×c2(OH－)，c(OH－)≈10－10，c(H＋)=1×10－4mol·L－1，pH=4，濾液1的pH大于MnSO4浸出液的pH；
③向溶液中加熱硫化銨，CuS的pKsp為35.2，可以將Cu2＋形成硫化物沉淀下來(lái)，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2＋，最后得到的含有錳離子的鹽電解，可以達(dá)到金屬錳；
（3）Mn2＋和HCO3－發(fā)生成MnCO3、水和CO2，離子反應(yīng)方程式為：Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+ H2O + CO2↑，由MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32－(aq)可知，Ksp=c(CO32－)/c2(OH－)= [Ksp(MnCO3)/c(Mn2＋)] /[Ksp(Mn(OH)2)/c(Mn2＋)]=10－10.7/10－12.7=100。
13．???? 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 ↑???? 或 0.075a???? 3.36???? 2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3???? c
【分析】(1)從鋁和氧化鐵能否與NaOH溶液反應(yīng)、結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 計(jì)算即可；
(2)抓住恰好反應(yīng)，從鋁熱反應(yīng)方程式2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3計(jì)算混合物的組成、再計(jì)算鋁溶于氫氧化鈉溶液時(shí)生成氫氣的體積；
(3) 按信息和反應(yīng)特點(diǎn)分析判斷即可。
【詳解】(1) 鋁熱劑樣品(鋁和氧化鐵)中加入足量的NaOH溶液，氧化鐵不反應(yīng)，而鋁消耗，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 ↑，若10.7g該樣品反應(yīng)，生成的氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為aL，則，由方程式知，，則樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是= ；
(2)若取同質(zhì)量的樣品，在高溫下使其恰好反應(yīng)：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，則設(shè)氧化鐵的物質(zhì)的量為x，則鋁的物質(zhì)的量為2x， ，得，故該鋁熱劑含0.1mol鋁，溶于氫氧化鈉溶液時(shí)生成氫氣0.15mol，a=33.6L；
(3) a.乙醇催化氧化制取乙醛，同時(shí)生成水，a不符合； b.甲烷制備CH3Cl 是取代反應(yīng)，得到多種混合物，b不符合；c. 由方程式知，該反應(yīng)原子的理論利用率為100%，符合，故選c。